icon-category icon-close icon-closequote icon-down icon-download icon-evento icon-facebook icon-instagram icon-lang icon-linkedin icon-lupa icon-menu icon-next icon-openquote icon-paper icon-pluma icon-popular icon-prev icon-send icon-share icon-twitter icon-ultimo icon-video icon-youtube share-facebook share-gplus share-linkedin share-mail share-twitter

Nutrición

24 de marzo de 2017

Materia orgánica y compost: De desecho orgánico a herramienta agronómica de sustentabilidad Simposio de la International Society for Horticultural Science

Aproximadamente el 50% de los residuos sólidos generados en la Región Metropolitana corresponden a restos orgánicos provenientes de alimentos, ferias libres y podas, susceptibles de ser transformados en compost.

Participamos del II Simposio Internacional de Manejo de Materia Orgánica y Uso de Compost en Horticultura, donde conocimos el desarrollo que ha tenido esta herramienta capaz de mejorar las condiciones de cultivo del suelo y aportar nutrientes a las plantas, no solo a la agricultura orgánica  si no también a la convencional.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.43.58

Se estima que en los últimos 50 años de agricultura tradicional, los suelos agrícolas del mundo han perdido aproximadamente el 50% del carbono orgánico originalmente disponible. Las actuales prácticas extractivas que toman la mayor cantidad de recursos del medio sin una posterior reposición tiene hoy a los suelos agrícolas en una situación de pérdida de materia orgánica progresiva, afectando finalmente los rendimientos de los cultivos.

Para mitigar esta situación a nivel nacional -en 1999, mediante un decreto ley- nace el Sistema de Incentivos para la Recuperación de Suelos Degradados, SIRSD, con el objetivo de fomentar la aplicación de insumos que permitan detener o revertir los procesos de degradación de los suelos, entre ellos el uso de compost. “Pero como buenos chilenos, muchos usaron cualquier cosa en lugar de compost, entonces el Ministerio de Agricultura decidió reglamentar las materias primas para elaborar compost, el proceso, la calidad final del producto terminado y cuáles son los métodos que deben usarse para hacer los análisis en laboratorio”, explica Cecilia Céspedes (M. Sc.), encargada del Programa de Agricultura Sustentable de INIA Quilamapu.

EL CÍRCULO VIRTUOSO DEL COMPOST

De acuerdo a Céspedes, más del 90% de los microorganismos presentes en el suelo son benéficos y ayudan a cumplir los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes como la mineralización, nitrificación, fijación simbiótica del nitrógeno, y descomposición, entre otros procesos. Para que esta biomasa microbiana pueda expresar todo su potencial, es necesario garantizar un constante suministro de material orgánico al suelo que funcionará como alimento para estos microscópicos seres vivos.

“Cuando aplicas materia orgánica al suelo los microorganismos se alimentan, multiplican y mueren porque sus ciclos de vida son cortísimos, y es en ese momento cuando sus cuerpos liberan exudados que sirven como cementantes de las partículas del suelo, formando terrones”, explica Céspedes. Así se mejora la estructura del suelo, su porosidad, aireación, mejora la capacidad de retención de humedad y la infiltración del agua dada la menor compactación del suelo, con una consiguiente mayor penetración de las raíces. Asimismo los exudados y los microorganismos en descomposición generan cambios de pH con tendencia hacia la neutralidad, situación que permite una mayor disponibilidad de nutrientes en el suelo.

GRUPOS FUNCIONALES DE LOS MICROORGANISMOS EN EL SUELO

Mediante la incorporación de compost al suelo podemos garantizar el desarrollo de microorganismos que no sólo se encargarán de descomponer y degradar los nutrientes que la planta necesita incorporar a su sistema. Así, se han identificado bacterias y hongos capaces de promover el crecimiento de cultivos mediante la secreción de hormonas, y otros que funcionan además como controladores biológicos.

Un ejemplo de microorganismos que ayudan en aspectos nutricionales de la planta es el hongo micorriza del género Glomus al trabajar en conjunto con rizobio o Rhizobium para fijar nitrógeno. Rhizobium es una  bacteria del perfil de suelo que no puede fijar nitrógeno independientemente, sino que requiere haberse establecido endosimbióticamente en una planta hospedante. Un caso similar ocurre con Azospirillum, bacteria que igualmente ayuda en la fijación de nitrógeno por rizobio.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.44.17

Respecto a los microorganismos que actúan como promotores del crecimiento encontramos a las Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal, o VGPR, asociadas a distintos sustratos como por ejemplo el compost y la turba. Estos microorganismos también pueden producir fitohormonas como las auxinas, giberelinas y citoquininas, como Bacillus, bacteria que secreta giberelinas, influyendo en el desarrollo de la raíz y la planta.

Finalmente hay microorganismos que actúan como controladores biológicos a nivel radicular. Un ejemplo de ello son los trichodermas, hongos que han tenido éxito en el mercado debido a la rapidez que tienen para controlar Pythium, Rhizoctonia y Botrytis. Otro ejemplo de controlador biológico es nuevamente Bacillus, que además produce antibióticos capaces de competir con una colonización temporal en la rizósfera.

Un cuarto grupo de microorganismos son aquellos capaces de cumplir estas tres funciones al mismo tiempo, como las actinobacterias, también conocidas como actinomycetes. Aunque físicamente parecen hongos, estas bacterias pueden funcionar bajo altas temperaturas durante la descomposición de la materia orgánica y resistir el proceso de pasteurización del compost mientras los patógenos se mueren. Además liberan promotores de crecimiento y antibióticos, manteniendo a raya las enfermedades radiculares.

“Estas bacterias triple militantes son parte del suelo, están en la naturaleza y se multiplican cuando se les da las condiciones óptimas de crecimiento, como por ejemplo, altas temperaturas. No sé si existirá algún producto que se venda en el mercado en base a actinomycetes, pero creo que gastar dinero en algo que está disponible y que sabes cómo multiplicarlo, está de más”, sostiene Céspedes.

Producto de una extracción indiscriminada de los recursos naturales, los suelos agrícolas de Latinoamérica se encuentran erosionados, pobres de materia orgánica, sobre fertilizados y contaminados con plaguicidas. México no es la excepción.

En entrevista con la Dra. Refugio Rodríguez del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional de la Ciudad de México, pudimos conocer cómo poco a poco el concepto de sustentabilidad está ganando adeptos en las cúpulas superiores de la sociedad.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_12.25.00

Cuenta la historia que el ex presidente Vicente Fox se encontraba sobrevolando Ciudad de México, cuando se percató de un amplio terreno de 54 ha que estaba abandonado en medio de la ciudad. Al preguntar de qué se trataba se enteró de que en ese sitio había funcionado hasta 1991 una refinería de petróleo dejando el suelo completamente erosionado. Fue en ese momento cuando nació la idea de crear el Parque Bicentenario.

Con el objetivo de reducir el nivel de contaminación de este sitio y convertirlo así en un lugar de esparcimiento para la ciudadanía, el presidente que le sucedió, Felipe Calderón hizo un llamado a concurso público para que diversas instituciones presentaran proyectos de remediación de la calidad del suelo. Así, el equipo de la Dra. Rodríguez se adjudicó el tratamiento de 1.5 ha equivalente a 35 mil ton de suelo contaminado.

Para revertir la calidad de este suelo de pH alcalino, arcilloso y con una compactación del 90% grado proctor, la Dra. Rodríguez propuso aplicar el concepto de bioremediación para adicionar seres vivos como bacterias, hongos, levaduras, gusanos y material vegetal al suelo. Así, mediante procesos biológicos de degradación, transformación y mineralización, compuestos como los metales sufrirían cambios en el estado de oxidación, volviéndolos más móviles dentro de las capas de suelo.

Fue así como se instalaron un total 78 biopilas distribuidas en 5 zonas dentro del terreno, tecnología utilizada para enmendar suelos agrícolas degradados. Los montículos o biopilas fueron elaborados en base a una mezcla de 44 ton de grano verde de café, paja, agua y nutrientes adicionados, como carbono, nitrógeno y fósforo.

Esta mezcla dispuesta en pilas se les agregó tubos perforados para aumentar la aireación del montículo. Al cabo de 6 semanas el equipo de investigación empezó a notar mejoras en la calidad del suelo. “Esta tecnología fue la más barata que se ofertó a la ex refinería, y la más rápida. Otras instituciones tardaron más de un año, nosotros acabamos rapidísimo, y de  pronto los montículos estaban verdes, tenían flores, gusanos, flora y fauna, fue realmente asombroso” recuerda la Dra. Rodríguez.

La adición de materia viva a los suelos como hongos filamentosos marcó la diferencia de este proyecto. “Los hongos secretan ácidos orgánicos que modifican las  características del suelo, volviéndolos más ácidos y por lo tanto cambiándole la movilidad al contaminante”, explica Rodríguez, y detalla que “los hongos filamentosos tienen la propiedad de producir peróxido de hidrógeno orgánico, que es un oxidante que quema materia orgánica, puede degradar contaminantes, y puede penetrar sin problemas el subsuelo e ir degradando los plaguicidas que quedan retenidos en los suelos agrícolas”.

En base al trabajo realizado en el Parque Bicentenario, la Dra. Rodríguez propone una guía práctica para la remediación de suelos degradados, desde la caracterización del sitio y la evaluación de riesgos hasta el desarrollo final del suelo sano (Ver Gráfico 1).

ESTRATEGIAS PARA EL USO DE COMPOST

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.44.26

En el Centro Avanzado de Tecnología para la Agricultura, CATA, de la Universidad Técnica Federico Santa María, desde 2005 trabajan en difundir la importancia de un manejo de nutrición integrada en los huertos. Así, tras realizar un análisis de suelo y elaborar un diagnóstico, el especialista está listo para hacer una recomendación de cuánto nitrógeno, fósforo y potasio requiere el suelo. “Posteriormente nosotros ajustamos esas dosis y aplicamos además materia orgánica estabilizada en forma de compost o humus líquido, y también inoculamos ese suelo mediante la inyección de té de compost cargado con microorganismos benéficos”, explica el Dr. Rodrigo Ortega, Director del CATA.

Para elaborar té de compost se extrae la fracción más soluble del compost, que luego debe ser incubada durante 24 horas para que se multipliquen los microorganismos benéficos disponibles en la materia orgánica. El resultado es un líquido compuesto por carbono soluble, ácidos húmicos y fúlvicos, que fácilmente pueden ser aplicados al cultivo vía riego. “En el fondo son diferentes formas de carbono con diferentes grados de humificación, algunos más disponibles que otros, que aplicamos al suelo y causan diferentes efectos desde físicos y biológicos hasta químicos”, explica Ortega, y agrega que “si aplico carbono, naturalmente el suelo se va a activar, pero si quiero asegurarme de que los microorganismos que se van a reproducir son los buenos, le incorporo el microorganismo que requiero. Ese es el concepto de inoculante”.

Una recomendación diferente es la que hace Cecilia Céspedes de INIA. “En vez de ver cuántas unidades de nitrógeno tengo que aplicar al suelo, que es lo típico, yo creo que primero debemos aplicar materia orgánica de forma que todos los nutrientes que se liberan de esa materia orgánica estén disponibles para cualquier cultivo, sin necesidad de hacer ese balance inicial. Después de aplicar la materia orgánica veamos qué nutrientes nos faltan y tratamos de suplementarlos por otros medios, como por ejemplo. Con fertilizantes solubles”, sugiere la especialista.

Así, mediante la transformación del suelo en un almacén de materia orgánica, los microorganismos estabilizarán la estructura del suelo de manera sana y natural. “¿Has visto un bosque con plantas enfermas por falta de nitrógeno y que alguien vaya a aplicar salitre? No, entonces tenemos que tratar de acercar esos sistemas naturales a la agricultura pero manejándolos inteligentemente, es decir, hay que reponer la materia orgánica”, agrega Céspedes.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.44.06

SUSTENTABILIDAD Y SOSTENIBILIDAD DEL SISTEMA

Se ha logrado demostrar que la materia orgánica disminuye en alrededor de 6 ton/ha al año al estar en contacto con los microorganismos del suelo. Así, si pensamos en un compost que tenga un 50% de humedad, estaríamos hablando de que al menos un agricultor necesitaría 12 toneladas/ha de compost al año para reponer la materia orgánica que ha perdido su suelo en ese periodo. “Y si consideramos que se debiera aplicar una dosis un poco mayor para no solamente mantener sino mejorar la calidad del suelo, entonces es algo difícil de lograr, porque hay muy pocos agricultores que llegan a tener la cantidad de diferentes materias primas necesarias para producir 12 o 15 ton/ha de compost”, explica Céspedes.

Si a esto le agregamos que una tonelada de materia prima se reduce a 650 kilos una vez que ha sido compostada, cuál es la estrategia para volver sostenible al sistema. Para Céspedes la clave está en dejar de lado los monocultivos y aspirar a crear un sistema productivo. “Los agricultores pequeños están un poco perdidos porque por lo general se han especializado en un solo cultivo, pero en campos más grandes debiera haber rotación de cultivos e integrar el componente animal. Así, si un agricultor produce cereales, va a tener los rastrojos, si tiene animales, va a tener guano, y la cosa va a funcionar como sistema”, manifiesta Céspedes.

Si esta alternativa resulta muy lejana para el productor, la opción más fácil es reutilizar la mayor cantidad de materia prima disponible tanto en su terreno como en campos cercanos, y a ello adicionar biopreparados que aportarán nutrientes a la materia prima, como  té de compost, humus, y bokashi.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.44.33       captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_12.11.34

BOKASHI, UNA ALTERNATIVA ORIENTAL DE BIOPREPARADO 

El bokashi es un producto con un gran poder antioxidante que se obtiene de la rápida fermentación de residuos agrícolas más algunos productos adicionales de fácil disponibilidad. A nivel nacional su uso ha sido promovido por el Centro de Educación y Tecnología, CET de la Región del Bío Bío, para fomentar el desarrollo sustentable de la agricultura familiar campesina, dando rápidos y positivos resultados en la producción de hortalizas.

Para elaborar 130 kilos de bokashi en 7 días, se requiere de una carretilla de tierra oscura de buena calidad, una carretilla de guano, 20 kilos de residuos de producción de cereales; más un litro de yogurt, una caluga de levadura -que aportará la mayor cantidad de microorganismos-, y una taza de miel, que aportará la energía. Todos los ingredientes que en su conjunto no superan los $6 mil deben ser mezclados con agua y dispuestos dentro de un contenedor impermeable con el fin de no perder líquido.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.44.48

Una vez homogeneizada la mezcla, ésta se cubre y por actividad microbiológica la temperatura empieza a subir. Durante los próximos cuatro días la mezcla debe ser revuelta, y para el quinto día se descubre y extiende para bajar la temperatura. Entre el sexto y séptimo día la mezcla adquiere un color ceniciento por efecto de las levaduras, que indica que el bokashi está listo para ser utilizado en campo. “La gracia de esta materia orgánica estabilizada es que es algo rápido, pero desgraciadamente todavía no tengo información respecto a la calidad final del compost, su efecto en la calidad del suelo, y el aporte de nutrientes. Tenemos una tarea pendiente porque tenemos que evaluar con números y hablar con más propiedad de qué es lo que pasa”, agrega Céspedes.
captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_11.45.04

DESAFÍOS PARA MASIFICAR EL USO DE COMPOST 

Si bien el mercado ha dado respuestas positivas ofreciendo productos ecoamistosos a los agricultores, a nivel nacional el compost todavía sortea una serie de barreras que le impiden llegar a las masas. A juicio de Ortega, la información de los beneficios de utilizar compost debe masificarse desde los técnicos y profesionales del área hasta los productores en terreno.

“El compost no es un tema nuevo, los ácidos húmicos se trajeron hace muchos años a Chile, pero se usaron inapropiadamente a nivel foliar, cuando su naturaleza es más bien a nivel de suelo y perdieron credibilidad”, explica Ortega, y agrega que, “esta aplicación nunca se vio bajo el concepto de nutrición integrada, por eso apuntamos a la difusión como aspecto clave”.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_12.11.21

-¿Y el agricultor promedio sabe leer e interpretar las etiquetas del compost que compra?

“Está confundido porque hay muchas diferencias en cómo se presenta una etiqueta. Algunas expresan su contenido de ácido húmico como extracto húmico total, otras lo expresan en materia seca, y otras en base húmeda. Nosotros apuntamos a conocer el contenido de carbono total que tiene el producto, el contenido de materia seca, y tercero que se sepan las cantidades de carbono en su fracción húmica y fúlvica. Normalmente las empresas manejan esos valores pero como todavía no hay normativa al respecto, se le pone la composición NPK y en el caso de carbono se habla de extracto húmico total, pero eso no dice nada ya que lo que interesa saber es cuánto carbono es ácido húmico y cuánto carbono es ácido fúlvico”, señala Ortega.

Mejorar la normativa existente es la segunda barrera que frena la masificación de compost de acuerdo al especialista. “La norma hay que mejorarla, por ejemplo, los valores para bacterias como la Salmonella deberían estar ausentes, deben ser cero, y no pedir 3 NMP en 4 g de compost (Tabla 2)”, precisa el experto, y agrega que,  “en la agricultura chilena hay muchas recetas pero todavía tenemos que trabajar más la parte conceptual y tener claro qué se quiere hacer. Al final  eso funciona mucho mejor que la receta”.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_12.11.08

Otro de los desafíos que tiene la industria del compost es disminuir los costos y tiempos que invierten las distintas empresas en producir bioproductos y luego registrar sus resultados en los distintos países. Además los centros de investigación y universidades orientadas al agro, deben aumentar las bioprospecciones de los diferentes microorganismos del suelo para conocer más grupos funcionales, identificar más ingredientes activos y afinar los procesos de elaboración que muchas veces son más importantes que el desarrollo esencial del bioproducto. Finalmente, para desarrollar apropiadamente las tecnologías basadas en la  biología se requiere considerar los acuerdos nacionales e internacionales sobre inocuidad, monitoreo, procesamiento y regulación de la propiedad intelectual.

 AGRICULTURA Y CAMBIO CLIMÁTICO: UNA TENSA RELACIÓN

Si bien la mayoría de los efectos del cambio climático son causados por actividades como el transporte y la generación de electricidad, la agricultura de los últimos 50 años con prácticas “poco sabias” como la labranza profunda y el uso de fertilizantes químicos y pesticidas, no ha ayudado a revertir esta situación, degradando cada vez más los suelos agrícolas.

Para Michael Raviv, investigador del Newe Ya’ar Research Center, del  Ministerio de Agricultura de Israel, la agricultura y el cambio climático pueden hacer las paces si se adoptan medidas sustentables como integrar materia orgánica y carbono al suelo para volverlo más fértil, menos propenso a la erosión y saludable contra las enfermedades del suelo. “El mejor material para aplicar es el compost, pero también puedes obtener algunos de estos beneficios mediante la adición de estiércol fresco o sin compostar, aunque es menos recomendado”, señala Raviv, y agrega que, “también los cultivos de cobertura son muy eficientes en el aumento de la materia orgánica en el suelo ya que mejoran sus características físicas como la penetración, la facilidad de labranza, aumentan la capacidad de intercambio catiónico del suelo, mejorando la eficiencia de nutrientes, la capacidad de retención de agua en el suelo, y por ende la eficiencia del uso del agua es mejorada”.

captura_de_pantalla_2014-01-13_a_las_12.09.52

-¿Qué piensa acerca de los fertilizantes químicos?

“El mundo probablemente no podría conseguir el mismo nivel de seguridad alimentaria como lo tiene ahora sin fertilizantes químicos. En el pasado no hicimos ninguna aplicación y el mundo podía alimentar al billón de personas, pero la posibilidad de alimentar a siete, ocho y pronto nueve billones vino principalmente por tres mejoras”, explica Raviv. Estas son las modificaciones genéticas que dieron como resultado la creación de nuevas variedades, el uso de fertilizantes capaces de proporcionar nutrientes a los cultivos, y tercero el uso de pesticidas. “El problema es que el uso tanto de fertilizantes como de pesticidas está provocando una disminución de la materia orgánica del suelo. Pero hay formas de evitar o reducir el uso de nitrógeno y de plaguicidas, y esto es aprovechando la cantidad de desechos orgánicos que el mundo está produciendo”. En la actualidad la mayoría de los residuos de tipo orgánicos terminan en los vertederos donde ocurren procesos anaeróbicos que generan gran cantidad de metano, gas de efecto invernadero muy potente que contribuye al calentamiento global.

“En vez de esto podemos procesar estos desechos mediante compostaje u otros métodos, como la producción de biochar (carbón finamente molido que se agrega a los suelos), y podemos aplicarlo a la tierra, que es de donde vino originalmente. Si la agricultura utilizara este tipo de residuos, que no es otra cosa que un recurso fuera de lugar, sería capaz de reemplazar la mayoría de los fertilizares en la tierra”, propone Raviv. En su pequeño rincón del mundo el especialista cuenta que al sur de Israel se han realizado aplicaciones de materia orgánica al suelo con positivos resultados. “En el sur el contenido de materia orgánica en el suelo es muy bajo, y mediante la adición de materia orgánica han sido capaces de mejorar mucho la fertilidad del suelo, por lo que ahora necesitan mucho menos fertilizantes disminuyendo costos de producción. Su suelo es ahora mucho más saludable por lo que tienen mucho menos problemas de enfermedades del suelo y los rendimientos mejoraron”.

-¿Qué está esperando el mundo para aplicar este conocimiento?

“Si el mundo quiere escuchar, entonces cambiará. Todavía estamos lejos, tenemos mucho trabajo que hacer en la mentalidad de los agricultores y productores, y en la mentalidad de los asesores agrícolas. Incluso no todos los científicos están de acuerdo con esto de reducir el uso de fertilizantes, porque en muchos casos la industria que financia afecta el curso de las investigaciones para algunos científicos del suelo. Aunque no es muy agradable decirlo debo admitirlo, es la realidad. El mundo sí sabe, la pregunta es qué le gustaría oír y aplicar”.

Próximas Conferencias

Cursos de tu interés

Artículos relacionados